邊坡巖體錨固性能研究及其工程應用.pdf

1、巖體錨固是巖土工程領域中非常重要的分支，而巖體錨固性能研究是巖體錨固中的核心問題之一。采用錨固技術進行邊坡巖體的加固和防護是最普遍、最經濟和最有效的方法之一。針對邊坡巖體錨固性能研究及其工程應用中存在的受力特性、長期性能和耐久性等問題開展了比較深入系統(tǒng)的研究工作。 本文主要研究成果如下： (1)基于彈性理論，按照半空間體在邊界上受法向集中力作用，對預應力錨索錨固段剪應力沿長度方向的分布規(guī)律進行模型研究。通過分析實際工程和

2、現場試驗中剪應力分布特征，引入與預應力、錨固段長度、巖體強度、注漿材料強度等相關的綜合參數a和與剪應力最大值的位置、錨固段鉆孔直徑等相關的綜合參數β后，可以較好地模擬錨固段的剪應力特性。根據錨固段巖體和注漿體界面的抗壓強度σ<,c>、內摩擦角以及綜合參數α與預應力大致成線性反比例關系，可以估算極限承載力。同時，按本文所述方法計算實際需要的錨固段長度厶是設計錨固段長度三d的2tan 倍。最后，實例分析表明研究成果是合理的。 (2)

3、單孔多筋全長粘結式長錨桿可用于解決不良地質條件、巖性較差邊坡的淺表層巖體加固問題。針對烏江構皮灘水電站尾水邊坡工程的實際，對鋪桿進行試驗研究。研究表明，錨桿的基本性能良好。根據監(jiān)測資料分析錨桿軸力特性，結合前人研究成果，提出錨桿尺寸效應的概念。工程實踐證明，錨桿設計合理，值得在類似工程中推廣使用。 (3)考慮錨索預應力和邊坡巖體蠕變的耦合作用，采用新的非線性粘塑性體(NVPB)組成的改進西原模型，建立了兩者的耦合模型，推導了錨索

4、預應力長期變化的計算公式，可以反映各種情形下真實的預應力損失變化規(guī)律。針對烏江構皮灘水電站尾水邊坡工程中的預應力鋪索的現場監(jiān)測值和理論計算值進行對比分析，驗證了計算公式的正確性與合理性。研究成果可以為邊坡巖體預應力錨固長期性能提供參考或依據。同時，提出改善預應力錨固長期性能的工程措施。 (4)將預應力錨索注漿體受到的環(huán)向應力，考慮為預應力引起的注漿體環(huán)向拉應力和錨索體對注漿體的銹脹力共同作用，推導出錨索體均勻銹蝕導致注漿體開裂時

5、的極限增長量計算公式。在前人研究成果基礎上，得出了高陡邊坡巖體的預應力錨索開裂時服務年限的估算表達式，為預應力錨固耐久性研究提供參考。最后，結合雅礱江錦屏一級水電站左岸1885m高程以上開挖邊坡巖體加固工程中的2000kN預應力錨索和3000kN預應力錨索，探討了與服務年限相關的4個影響因素及其相對重要性：預應力對服務年限最不敏感，隨著預應力的增加，服務年限逐漸減小，曲線呈線性函數關系；預應力值的選擇主要取決于確保工程的穩(wěn)定性；錨索體直

6、徑要相對敏感很多，隨著錨索體直徑的增加，服務年限逐漸增加，曲線的斜率逐漸稍微變陡；然后是握裹層厚度，隨著握裹層厚度的增加，服務年限也逐漸增加，曲線的斜率逐漸稍微變陡；最敏感的是注漿體抗壓強度，隨著抗壓強度的增加，服務年限逐漸增加，曲線的斜率也逐漸稍微變陡。同時，提出改善預應力錨固耐久性的工程措施。 (5)將邊坡巖體錨固性能研究的成果和結論應用于清江水布埡水電站馬崖高陡邊坡F158斷層加固工程中，采用測斜儀、多點位移計、錨索測力計